KR101982409B1 - Tripple-push type voltage controlled oscillator - Google Patents

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이재성
손희강
송기룡
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고려대학교 산학협력단
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    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
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    • H03B5/1841—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
    • H03B5/1847—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device

Abstract

트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기가 개시된다. 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기는 제어 전압에 기초하여 출력 신호를 출력하는 다수의 발진 회로를 포함하는 전압제어발진부-상기 다수의 발진 회로는 트리플 푸시 구조를 가지도록 연결됨; 각 발진 회로의 출력단과 연결되며, 상기 각 발진 회로의 출력단에서 출력되는 출력 신호의 위상을 변경하는 다수의 위상 천이기; 및 상기 다수의 위상 천이기에서 각각 위상이 변경되어 출력되는 출력 신호를 합하여 최종 출력 신호를 출력하는 출력부를 포함한다. A voltage controlled oscillator having a triple push structure is disclosed. A voltage controlled oscillator having a triple push structure includes a plurality of oscillation circuits outputting an output signal based on a control voltage, the plurality of oscillation circuits being connected to have a triple push structure; A plurality of phase shifters connected to an output terminal of each oscillation circuit and changing a phase of an output signal outputted from an output terminal of each oscillation circuit; And an output unit for outputting a final output signal by summing the output signals of the plurality of phase shifters that are changed in phase and output.

Description

트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기{Tripple-push type voltage controlled oscillator}[0001] The present invention relates to a voltage controlled oscillator having a triple push structure,

본 발명은 여러 대역의 주파수에서 동작하는 트리플 푸시 전압제어발진기에 관한 것이다. The present invention relates to a triple push voltage controlled oscillator operating at frequencies in multiple bands.

밀리미터나 테라헤르츠 등의 초고주파 대역은 회로 분야에 있어서 광대역 통신시스템 및 주파수 특성을 이용한 이미징 시스템 등의 연구가 진행되고 있다. 주파수가 올라감에 따라 파장이 짧아지고 이로 인해 전체 회로의 크기가 작아질수 있는 큰 장점이 있다.In the ultra high frequency band such as millimeters and terahertz, research is being conducted on a broadband communication system and an imaging system using frequency characteristics in the circuit field. As the frequency increases, the wavelength becomes shorter and the overall circuit size can be reduced.

하지만 주파수 대역이 테라헤르츠 영역에 다가갈수록 트랜지스터 소자의 한계로 인해 회로 설계에 난점이 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로는 고조파 성분을 활용하는 N-push 기법, 주파수 체배기(Frequency multiplier)등이 있다. However, as the frequency band approaches the terahertz region, the limitation of the transistor device causes difficulties in the circuit design. To overcome this problem, there are N-push technique and frequency multiplier which utilize harmonic components.

종래의 전압제어발진기의 경우 제어 전압에 따라 발진 주파수가 정해지고, 일반적으로 주파수의 10%정도의 가변 범위를 갖는다. 따라서 하나의 발진기로 다양한 대역을 다루기에는 무리가 있고, 이를 해결하기 위해서는 2개 이상의 발진기 설계가 필수적이다.In the case of a conventional voltage-controlled oscillator, the oscillation frequency is determined according to the control voltage, and generally has a variable range of about 10% of the frequency. Therefore, it is difficult to handle various bands with a single oscillator. In order to solve this problem, it is necessary to design two or more oscillators.

본 발명은 여러 대역의 주파수에서 동작하는 트리플 푸시 전압제어발진기를 제공하기 위한 것이다. The present invention is intended to provide a triple push voltage controlled oscillator operating at frequencies in multiple bands.

본 발명의 일 측면에 따르면 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a voltage controlled oscillator having a triple push structure.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 전압에 기초하여 출력 신호를 출력하는 다수의 발진 회로를 포함하는 전압제어발진부-상기 다수의 발진 회로는 트리플 푸시 구조를 가지도록 연결됨; 각 발진 회로의 출력단과 연결되며, 상기 각 발진 회로의 출력단에서 출력되는 출력 신호의 위상을 변경하는 다수의 위상 천이기; 및 상기 다수의 위상 천이기에서 각각 위상이 변경되어 출력되는 출력 신호를 합하여 최종 출력 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 전압제어발진기가 제공된다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a voltage control oscillation unit including a plurality of oscillation circuits outputting an output signal based on a control voltage, the oscillation circuits being connected to have a triple push structure; A plurality of phase shifters connected to an output terminal of each oscillation circuit and changing a phase of an output signal outputted from an output terminal of each oscillation circuit; And an output unit for outputting a final output signal by summing output signals whose phases are changed in the plurality of phase shifters, respectively.

상기 다수의 위상 천이기는, 상기 출력부에 의해 선택적으로 출력되는 최종 출력 신호에 상응하여 각 발진 회로의 출력단에서 출력되는 출력 신호의 위상을 선택적으로 변경할 수 있다.  The plurality of phase shifters may selectively change a phase of an output signal output from an output terminal of each oscillation circuit in accordance with a final output signal selectively output by the output unit.

상기 출력 신호는 기본 신호(f0), 제2 고조파 신호(2f0) 및 제3 고조파 신호(3f0) 중 어느 하나이다. The output signal is any one of the fundamental signal f 0 , the second harmonic signal 2f 0 and the third harmonic signal 3f 0 .

상기 다수의 발진 회로는 각각, 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터를 포함하되, 각 발진 회로에 포함되는 각 트랜지스터의 컬렉터 전극은 상기 접점을 통해 다수의 위상 천이기 중 어느 하나의 위상 천이기 및 다른 발진 회로 중 어느 하나의 발진 회로에 포함되는 트랜지스터의 베이스 전극과 각각 연결되며, 상기 각 발진 회로에 포함되는 각 트랜지스터의 이미터 전극은 접지단과 연결될 수 있다. Wherein each of the plurality of oscillation circuits includes one transistor and one capacitor, and a collector electrode of each transistor included in each oscillation circuit is connected to one of the plurality of phase shifters through the contact, And an emitter electrode of each transistor included in each oscillation circuit may be connected to a ground terminal.

본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 푸시 전압제어발진기를 제공함으로써, 하나의 전압제어발진기로 기본 모드, 제2 고조파 및 제3 고조파에서 동작이 가능한 이점이 있다. By providing a triple push voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention, one voltage controlled oscillator can be operated in the fundamental mode, the second harmonic and the third harmonic.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 n 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기의 구조를 나타낸 도면.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 대역에 따른 출력 신호를 설명하기 위해 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a voltage controlled oscillator having an n-push structure according to an embodiment of the present invention;
2 illustrates a structure of a voltage controlled oscillator having a triple push structure according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 6 are diagrams for explaining an output signal according to an operating band according to an embodiment of the present invention; FIG.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprising ", or " comprising " and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 n 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a voltage controlled oscillator having an n-push structure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1의 (a)는 듀얼 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기에 관한 것으로, 도 1(a)의 경우 각 전압제어발진기에서 출력되는 f0는 180도의 위상차를 가지게 되므로 소멸되게 된다. 반면, 2차 고조파 신호에 상응하여 각 전압제어발진기에서 출력되는 2f0는 위상차가 없어 더 강한 신호가 출력되게 된다.FIG. 1 (a) illustrates a voltage controlled oscillator having a dual push structure. In FIG. 1 (a), f 0 output from each voltage controlled oscillator has a phase difference of 180 degrees and is thus canceled. On the other hand, 2f 0 output from each voltage controlled oscillator corresponding to the second harmonic signal has a phase difference, and a stronger signal is output.

도 1의 (b)는 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기로, 각 전압제어발진기에서 출력되는 f0의 위상은 120도, 240도, 360도를 가지며 벡터 합에 의해 소멸되게 된다. 이러한 트리플 푸시 구조의 경우, 각 전압제어발진기에서 출력되는 3f0에서 위상차가 존재하지 않아 가장 강력한 3f0를 출력하게 된다. 1 (b) is a voltage-controlled oscillator having a triple push structure. The phase of f 0 output from each voltage-controlled oscillator has phases of 120 °, 240 °, and 360 ° and is canceled by a vector sum. In the case of such a triple push structure, since there is no phase difference at 3f 0 output from each voltage controlled oscillator, the most powerful 3f 0 is output.

도 1의 (c)는 n-푸시 구조를 가지는 전압제어발진기를 도시한 도면이다. 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 n 푸시 구조를 가지도록 전압제어발진기를 설계할 수 있으나, 4차 고조파 신호부터는 출력 신호가 약하여 일반적으로는 사용되지 않는다. 1 (c) is a diagram showing a voltage-controlled oscillator having an n-push structure. The voltage controlled oscillator can be designed to have an n-push structure as shown in FIG. 1 (c), but since the fourth harmonic signal has a weak output signal, it is generally not used.

이와 같이, 각 N-푸시 구조를 가지는 전압제어발진기는 각각 목적에 따라 하나의 출력 신호를 출력하도록 설계된다. Thus, the voltage controlled oscillator having each N-push structure is designed to output one output signal according to the purpose.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 N-푸시 구조를 가지는 전압제어발진기(200)를 복수의 대역에서 동작하도록 하기 위한 것으로, 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다. However, in one embodiment of the present invention, the voltage controlled oscillator 200 having an N-push structure operates in a plurality of bands, which will be described in detail below.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 대역에 따른 출력 신호를 설명하기 위해 도시한 도면이다. FIG. 2 illustrates a structure of a voltage controlled oscillator having a triple push structure according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 to 6 illustrate output signals according to an operation band according to an embodiment of the present invention Fig.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압제어발진기(200)는 전압제어발진부(210), 위상 천이기(220) 및 출력부(230)를 포함하여 구성된다. 2, the voltage controlled oscillator 200 includes a voltage controlled oscillator 210, a phase shifter 220, and an output unit 230.

전압제어발진부(210)는 복수의 발진 회로(210a 내지 210c)를 포함한다. 복수의 발진 회로(210a 내지 210c)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 N-푸시 구조를 가지도록 연결된다. The voltage-controlled oscillation unit 210 includes a plurality of oscillation circuits 210a to 210c. A plurality of oscillation circuits 210a to 210c are connected to have respective N-push structures, as shown in FIG.

본 명세서에서는 전압제어발진부(210)가 트리플 푸시 구조를 가지는 것을 중점으로 설명하므로, 3개의 발진 회로가 병렬로 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 2개 또는 4개의 발진 회로가 N-푸시 구조를 형성하도록 연결될 수도 있다. In this specification, since the voltage-controlled oscillator 210 has a triple-push structure, three oscillator circuits are shown connected in parallel, but two or four oscillator circuits are formed so as to form an N- Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진부(210)는 제1 발진 회로(210a), 제2 발진 회로(210b) 및 제3 발진 회로(210c)를 포함한다. The voltage controlled oscillator 210 having a triple push structure according to an embodiment of the present invention includes a first oscillator circuit 210a, a second oscillator circuit 210b, and a third oscillator circuit 210c.

제1 발진 회로(210a) 내지 제3 발진 회로(210c)는 병렬로 연결되며, 각 발진 회로에 포함되는 트랜지스터의 컬렉터 전극이 접점을 통해 다른 발진 회로 중 어느 하나에 포함되는 트랜지스터의 베이스 전극에 연결되는 구조를 가진다. 이하에서는 이에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. The first oscillation circuit 210a through the third oscillation circuit 210c are connected in parallel and the collector electrode of the transistor included in each oscillation circuit is connected to the base electrode of the transistor included in any one of the other oscillation circuits through the contact . Hereinafter, this will be described in more detail.

제1 발진 회로(210a)는 제1 트랜지스터(Q1)와 제1 캐패시터(C1)를 포함한다.The first oscillation circuit 210a includes a first transistor Q 1 and a first capacitor C 1 .

제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 전극은 제1 캐패시터(C1)를 통해 제3 발진 회로(210c)의 출력단과 연결된다. 즉, 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 전극은 제1 캐패시터(C1)의 일단에 연결된다. 제1 캐패시터(C1)의 일단은 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 전극과 연결되며, 타단은 제3 발진 회로(210c)의 출력단(즉, 제3 발진 회로(210c)에 포함되는 제3 트랜지스터의 컬렉터 전극)과 연결된다. 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터 전극은 접지단과 연결된다. The base electrode of the first transistor Q 1 is connected to the output terminal of the third oscillation circuit 210c through the first capacitor C 1 . That is, the base electrode of the first transistor Q 1 is connected to one end of the first capacitor C 1 . One end of the first capacitor C 1 is connected to the base electrode of the first transistor Q 1 and the other end of the first capacitor Q 1 is connected to the output terminal of the third oscillation circuit 210c Collector electrode of the transistor). The emitter electrode of the first transistor Q 1 is connected to the ground terminal.

제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전극은 제1 접점을 통해 제1 전송 라인과 제4 전송 라인으로 각각 분기된다. 따라서, 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전극은 제1 접점에서 제1 전송 라인(L1)으로 분기되며, 제1 전송 라인(L1)을 통해 제2 발진 회로(210b)와 연결된다. 즉, 제1 전송 라인(L1)의 일단은 제2 발진 회로(210b)에 포함되는 캐패시터(제2 캐패시터라 칭하기로 함)로 연결된다. The collector electrode of the first transistor Q 1 branches to the first transmission line and the fourth transmission line through the first contact, respectively. Accordingly, the collector electrode of the first transistor Q 1 branches from the first contact to the first transmission line L 1 and is connected to the second oscillation circuit 210 b through the first transmission line L 1. That is, one end of the first transmission line L1 is connected to a capacitor (referred to as a second capacitor) included in the second oscillation circuit 210b.

또한, 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전극은 제1 접점을 통해 제4 전송 라인에 의해 제1 위상 천이기(220a)와 연결된다. 이로 인해, 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전극을 통해 출력되는 출력 신호는 제4 전송 라인을 통해 제1 위상 천이기(220a)를 통과하게 된다.In addition, the collector electrode of the first transistor Q 1 is connected to the first phase shifter 220a by the fourth transmission line through the first contact. Thus, the output signal output through the collector electrode of the first transistor Q 1 passes through the first phase shifter 220a through the fourth transmission line.

제2 발진 회로(210b)는 제2 트랜지스터(Q2)와 제2 캐패시터(C2)를 포함한다.The second oscillation circuit 210b includes a second transistor Q 2 and a second capacitor C 2 .

제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 전극은 제2 캐패시터(C2)를 통해 제1 발진 회로(210a)의 출력단과 연결된다. 즉, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 전극은 제2 캐패시터(C2)의 일단에 연결된다. 제2 캐패시터(C2)의 일단은 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 전극과 연결되며, 타단은 제1 발진 회로(210a)의 출력단(즉, 제1 발진 회로(210a)에 포함되는 제1 트랜지스터의 컬렉터 전극)과 연결된다. 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터 전극은 접지단과 연결된다. The base electrode of the second transistor Q 2 is connected to the output terminal of the first oscillation circuit 210a through the second capacitor C 2 . That is, the base electrode of the second transistor Q 2 is connected to one end of the second capacitor C 2 . One end of the second capacitor C 2 is connected to the base electrode of the second transistor Q 2 and the other end of the second capacitor C 2 is connected to the output terminal of the first oscillation circuit 210a Collector electrode of the transistor). The emitter electrode of the second transistor Q 2 is connected to the ground terminal.

제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전극은 제2 접점을 통해 제2 전송 라인과 제5 전송 라인으로 각각 분기된다. 따라서, 제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전극은 제2 접점에서 제2 전송 라인(L2)으로 분기되며, 제2 전송 라인(L2)을 통해 제3 발진 회로(210c)와 연결된다. 즉, 제2 전송 라인(L2)의 일단은 제3 발진 회로(210c)에 포함되는 캐패시터(제3 캐패시터라 칭하기로 함)로 연결된다. The collector electrode of the second transistor Q 2 is branched to the second transmission line and the fifth transmission line through the second contact, respectively. Accordingly, the collector electrode of the second transistor Q 2 branches from the second contact to the second transmission line L 2, and is connected to the third oscillation circuit 210 c through the second transmission line L 2. That is, one end of the second transmission line L2 is connected to a capacitor (referred to as a third capacitor) included in the third oscillation circuit 210c.

또한, 제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전극은 제2 접점을 통해 제5 전송 라인에 의해 제2위상 천이기(220b와 연결된다. 이로 인해, 제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전극을 통해 출력되는 출력 신호는 제5 전송 라인을 통해 제2위상 천이기(220b를 통과하게 된다.In addition, the second collector electrode of the transistor (Q 2) is first connected to the second phase shifter (220b by the fifth transmission line through the second contact point. Thus, through the collector electrode of the second transistor (Q 2) The output signal to be output passes through the second phase shifter 220b through the fifth transmission line.

제3 발진 회로(210c)는 제3 트랜지스터(Q3)와 제3 캐패시터(C3)를 포함한다.The third oscillation circuit 210c includes a third transistor Q 3 and a third capacitor C 3 .

제3 트랜지스터(Q3)의 베이스 전극은 제3 캐패시터(C3)를 통해 제1 발진 회로(210a)의 출력단과 연결된다. 즉, 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스 전극은 제3 캐패시터(C3)의 일단에 연결된다. 제3 캐패시터(C3)의 일단은 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스 전극과 연결되며, 타단은 제2 발진 회로(210b)의 출력단(즉, 제2 발진 회로(210b)에 포함되는 제2 트랜지스터의 컬렉터 전극)과 연결된다. 제3 트랜지스터(Q3)의 이미터 전극은 접지단과 연결된다. The base electrode of the third transistor Q 3 is connected to the output terminal of the first oscillation circuit 210a via the third capacitor C 3 . That is, the base electrode of the third transistor Q 3 is connected to one end of the third capacitor C 3 . One end of the third capacitor C 3 is connected to the base electrode of the third transistor Q 3 and the other end of the third capacitor C 3 is connected to the output terminal of the second oscillation circuit 210b Collector electrode of the transistor). A third emitter electrode of the transistor (Q 3) is connected to the ground end.

제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 전극은 제3 접점을 통해 제3 전송 라인과 제6 전송 라인으로 각각 분기된다. 따라서, 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 전극은 제3 접점에서 제3 전송 라인(L3)으로 분기되며, 제3 전송 라인(L3)을 통해 제1 발진 회로(210a)와 연결된다. 즉, 제3 전송 라인(L3)의 일단은 제1 발진 회로(210a)에 포함되는 캐패시터(제1 캐패시터라 칭하기로 함)로 연결된다. A third collector electrode of the transistor (Q 3) are respectively branched by the third transmission line and the sixth transmission line through the third contact. Therefore, the third collector electrode of the transistor (Q 3) is branched into a third transmission line (L3) from the third contact and the third is through a transmission line (L3) connected to the first oscillator circuit (210a). That is, one end of the third transmission line L3 is connected to a capacitor (referred to as a first capacitor) included in the first oscillation circuit 210a.

또한, 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 전극은 제3 접점을 통해 제6 전송 라인에 의해 제3 위상 천이기(220c)와 연결된다. 이로 인해, 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 전극을 통해 출력되는 출력 신호는 제6 전송 라인을 통해 제3 위상 천이기(220c)를 통과하게 된다.
본 명세서에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 각 트랜지스터가 BJT 타입인 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하고 있으나 MOSFET과 같이 다른 트랜지스터 소자의 경우에도 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다. In addition, the third collector electrode of the transistor (Q 3) is connected to the third phase shifter (220c) by the sixth transmission line through the third contact. Thus, the third output signal output through the collector electrode of the transistor (Q 3) is passed through the third phase shifter (220c) via a sixth transmission line.
In this specification, it is assumed that each transistor is a BJT type in order to facilitate understanding and explanation. However, it is natural that the same applies to other transistor elements such as a MOSFET.

도 2에 따른 트리플 푸시 구조로 연결되는 각 발진 회로는 각기 120도 위상 차를 가지는 출력 신호를 각각 출력한다. 본 발명의 일 실시예에서는 트리플 푸시 구조를 가정하므로, 각 발진 회로가 120도 위상 차를 가지는 출력 신호를 각각 출력하는 것으로 설명하나 발진 회로의 연결 구조가 달라지는 경우 각 발진 회로에서 출력되는 출력 신호의 위상 차이는 각기 달라질 수 있음은 당연하다. Each oscillation circuit connected to the triple push structure according to FIG. 2 outputs an output signal having a phase difference of 120 degrees. Since the triple push structure is assumed in the embodiment of the present invention, each oscillation circuit outputs an output signal having a phase difference of 120 degrees. However, when the connection structure of the oscillation circuit is different, It is natural that the phase difference may be different.

다수의 위상 천이기(220)는 각각 발진 회로의 출력단과 각각 연결된다. 이를 통해 각 위상 천이기(220)는 각 발진 회로(210a 내지 210c)의 출력단을 통해 출력되는 출력 신호의 위상을 원하는 최종 출력 신호에 상응하여 변경할 수 있다. The plurality of phase shifters 220 are respectively connected to the output terminals of the oscillation circuit. The phase shifter 220 can change the phase of the output signal output through the output terminal of each of the oscillation circuits 210a to 210c in accordance with a desired final output signal.

출력부(230)는 위상 천이기(220)를 통과한 출력 신호를 합하여 최종 출력 신호를 출력한다. The output unit 230 outputs the final output signal by summing the output signals passed through the phase shifter 220.

이해와 설명의 편의를 도모하기 위해, 출력부(230)에서 출력되는 최종 출력 신호에 상응하여 다수의 위상 천이기(220)의 동작 과정에 대해 설명하기로 한다.The operation of the plurality of phase shifters 220 corresponding to the final output signal output from the output unit 230 will be described in order to facilitate understanding and explanation.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 발진 회로의 출력단에서 출력되는 출력 신호를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 트리플 푸시 구조로 연결된 각 발진 회로는 120도 위상 차이를 가지도록 각 출력 신호가 출력될 수 있다. 따라서, 제1 발진 회로에서 출력되는 출력 신호는 120도 위상을 가지게 되며, 제2 발진 회로에서 출력되는 출력 신호는 240도 위상을 가지며, 제3 발진 회로에서 출력되는 출력 신호는 360도 위상을 가진다. 3 is a diagram illustrating output signals output from the output terminal of each oscillation circuit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, each oscillation circuit connected in a triple push structure can output each output signal so as to have a phase difference of 120 degrees. Therefore, the output signal output from the first oscillation circuit has a phase of 120 degrees, the output signal output from the second oscillation circuit has a phase of 240 degrees, and the output signal output from the third oscillation circuit has a phase of 360 degrees .

전압제어발진기(200)에서 3차 고조파 신호에 상응하는 출력 신호(3f0)를 출력하고자 하는 경우, 각 위상 천이기(220)는 각 발진 회로에서 출력되는 출력 신호의 위상을 0도로 각각 변경한다. 이에 따라 각 발진 회로에서 출력되는 기본 주파수 신호에 상응하는 출력 신호(f0)는 출력부(230)에서 각각 상쇄되어 출력되지 않게 된다. 따라서, 결과적으로 출력부(230)에서 가장 강력한 3f0를 출력하게 된다.If you want to output the output signal (3f 0) in the voltage controlled oscillator 200 corresponding to the third harmonic signal, each phase shifter 220 changes each of the phase of the output signal outputted from each oscillator circuit to 0 degrees . Accordingly, the output signal f 0 corresponding to the fundamental frequency signal output from each oscillation circuit is canceled by the output unit 230 and is not output. Accordingly, it is output as a result the strongest 3f 0 at the output 230 as.

도 4에는 각 발진 회로에서 출력되는 3f0 신호가 도시되어 있으며, 도 6은 3f0 신호의 주파수를 확인한 결과이다.FIG. 4 shows the relationship between 3f 0 And FIG. 6 is a result of checking the frequency of the 3f 0 signal.

전압제어발진기(200)가 f0를 최종 출력 신호로 출력하고자 하는 경우, 제1 위상 천이기(220a)는 제1 발진 회로(210a)에서 출력되는 출력 신호를 240도 변경할 수 있다. 또한, 제2위상 천이기(220b는 제2 발진 회로(210b)에서 출력되는 출력 신호를 120도 변경할 수 있다. 이어, 제3 위상 천이기(220c)는 제3 발진 회로(210c)에서 출력되는 출력 신호를 0도 변경한다. 이에 따라, 각 위상 천이기(220)를 통과한 f0의 위상이 0도, 0도, 0도를 가지게 되며, 결과적으로 출력부(230)에서 가장 강력한 f0를 최종 출력 신호로 출력하게 된다. 도 5에는 최종 출력단에서의 f0 신호의 주파수가 도시되어 있다.When the voltage controlled oscillator 200 desires to output f 0 as the final output signal, the first phase shifter 220a may change the output signal output from the first oscillation circuit 210a by 240 degrees. The second phase shifter 220b can change the output signal output from the second oscillation circuit 210b by 120 degrees. The third phase shifter 220c is connected to the third oscillator circuit 210c The phase of f 0 passing through each of the phase shifters 220 becomes 0 °, 0 °, and 0 °, and as a result, the output signal of the most powerful f 0 a is output as the final output signal. FIG. 5 shows the frequency of the f 0 signal at the final output stage is shown.

이와 마찬가지로 전압제어발진기(200)가 2f0를 최종 출력 신호로 출력하는 경우를 가정하기로 한다. 이때, 제1 위상 천이기(220a)는 제1 발진 회로(210a)에서 출력되는 출력 신호의 위상을 60도 변경한다. 이어, 제2위상 천이기(220b는 제2 발진 회로(210b)에서 출력되는 출력 신호의 위상을 120도 변경하며, 제3 위상 천이기(220c)는 제3 발진 회로(210c)에서 출력되는 출력 신호의 위상을 0도 변경할 수 있다.Similarly to the case of the voltage-controlled oscillator 200 outputs the 2f 0 in the final output signal is assumed. At this time, the first phase shifter 220a changes the phase of the output signal output from the first oscillation circuit 210a by 60 degrees. The second phase shifter 220b changes the phase of the output signal from the second oscillation circuit 210b by 120 degrees while the third phase shifter 220c changes the phase of the output signal from the third oscillation circuit 210c The phase of the signal can be changed by 0 degrees.

이를 통해, 각 위상 천이기(220)를 통과한 f0의 출력 신호는 180도, 360도, 360도를 가지게 된다. 반면, 2차 고조파 신호에 상응하는 2f0의 출력 신호는 0도, 0도, 0도를 가지게 되어 가장 강력한 2f0를 최종 출력 신호로 출력하게 된다. As a result, the output signal of f 0 passing through each phase shifter 220 has 180 degrees, 360 degrees, and 360 degrees. On the other hand, the output signal of 2f 0 corresponding to the second harmonic signal has 0 degree, 0 degree, and 0 degree, and outputs the most powerful 2f 0 to the final output signal.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 푸시 구조를 가지는 전압제어발진기(200)를 통해 기본 신호(f0), 제2 고조파 신호(2f0) 및 제3 고조파 신호(3f0) 중 어느 하나를 선택적으로 출력하도록 할 수 있다. 이를 통해, 하나의 전압제어발진기를 통해 복수의 대역에서 동작이 가능하여 분광학 등 물질에 따라 반응 주파수가 다른 경우 특정 물질을 검출하기 위해 복수의 출력 신호 중 어느 하나를 선택적으로 선택함으로써 타겟 물질 검출을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다. As described above, either the basic signal f 0 , the second harmonic signal 2f 0 , or the third harmonic signal 3f 0 is output through the voltage-controlled oscillator 200 having the triple push structure according to an embodiment of the present invention. It is possible to selectively output one of them. Accordingly, it is possible to operate in a plurality of bands through a single voltage-controlled oscillator, so that when a reaction frequency is different according to a substance such as spectroscopy, a target substance is detected by selectively selecting one of a plurality of output signals There is an advantage that it can be facilitated.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the following claims.

Claims (5)

제어 전압에 기초하여 출력 신호를 출력하는 다수의 발진 회로를 포함하는 전압제어발진부-상기 다수의 발진 회로는 트리플 푸시 구조를 가지도록 연결됨;
각 발진 회로의 출력단과 연결되며, 상기 각 발진 회로의 출력단에서 출력되는 출력 신호의 위상을 변경하는 다수의 위상 천이기; 및
상기 다수의 위상 천이기에서 각각 위상이 변경되어 출력되는 출력 신호를 합하여 최종 출력 신호를 출력하는 출력부를 포함하되,
상기 다수의 발진 회로는 각각,
하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터를 포함하되,
각 발진 회로에 포함되는 각 트랜지스터의 컬렉터 전극은 접점을 통해 다수의 위상 천이기 중 어느 하나의 위상 천이기 및 다른 발진 회로 중 어느 하나의 발진 회로에 포함되는 트랜지스터의 베이스 전극과 각각 연결되며, 상기 각 발진 회로에 포함되는 각 트랜지스터의 이미터 전극은 접지단과 연결되고,
상기 다수의 위상 천이기는,
상기 출력부에 의해 선택적으로 출력되는 최종 출력 신호에 상응하여 각 발진 회로의 출력단에서 출력되는 출력 신호의 위상을 선택적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 전압제어발진기.
A voltage control oscillation section including a plurality of oscillation circuits outputting an output signal based on a control voltage, the plurality of oscillation circuits being connected to have a triple push structure;
A plurality of phase shifters connected to an output terminal of each oscillation circuit and changing a phase of an output signal outputted from an output terminal of each oscillation circuit; And
And an output unit for outputting a final output signal by summing output signals whose phases are changed in the plurality of phase shifters,
Each of the plurality of oscillation circuits includes:
One transistor and one capacitor,
A collector electrode of each transistor included in each oscillation circuit is connected to a base electrode of a transistor included in one of the plurality of phase shifters and the other oscillation circuit through a contact, The emitter electrodes of each transistor included in each oscillation circuit are connected to the ground terminal,
Wherein the plurality of phase shifters comprises:
And selectively changing a phase of an output signal output from an output terminal of each oscillation circuit in accordance with a final output signal selectively output by the output unit.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 출력 신호는 기본 신호(f0), 제2 고조파 신호(2f0) 및 제3 고조파 신호(3f0) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전압제어발진기.


The method according to claim 1,
The output signal is the primary signal (f 0), the second harmonic (2f 0) and the voltage-controlled oscillator, characterized in that any one of the third harmonic signal (3f 0).


삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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